色谱分析法(一)PPT格式课件下载.ppt

1、柱效能高、分析速度快、定量较为可靠。10/24/20223在平板色谱法中，固定相可以是多孔的滤纸；也可将吸附剂或载体均匀地铺在一块玻璃板或塑料板上，让液体通过毛细现象或重力作用携带试样通过固定相。前者称为纸色谱法，后者称为薄层色谱法，平板色谱设备和操作简单，易于普及。10/24/20224 依据色谱过程中流动相和固定相的物理状态分类是色谱法最根本的分类方法。按流动相流动相的物态分类：气相色谱法-流动相为气体液相色谱法-流动相为液体超临界流体色谱法-流动相为超临界流体。按固定相固定相的物态不同分类：气相色谱法分为气固色谱法和气液色谱法液相色谱法分为液固色谱法和液液色谱法10/24/2022510

2、/24/20226 按色谱动力学过程，可将色谱法分为迎头色谱、顶替色潜和洗脱色谱。迎头色谱：以试样混合物作流动相的色谱法；顶替色谱：用含吸附能力或其它作用能力较被分析组分强的组分作流动相的色谱法。洗脱色谱洗脱色谱：以吸附能力或其它作用能力比试样组分弱的气体或液体作流动相的色谱法。10/24/20227洗脱色谱不仅能使试样各组分获得良好的分离，色谱峰清晰，同时除去冲洗剂后，可获得纯度较高的物质，是目前使用最广的一种方法。线性洗脱色谱：两相间的浓度呈线性关系非线性洗脱色谱：两相间的浓度不呈线性关系10/24/20228 另外，按所利用的物理化学原理将色谱法分为吸附色谱分配色谱离子交换色谱凝胶渗透色

3、谱络合物色谱等。10/24/20229192线性洗脱色谱及有关术语线性洗脱色谱及有关术语在洗脱色谱法中，如果将试样注入色谱柱头，试样本身很快就会在固定相和流动相之间达到分配平衡。当流动相流过时，试样将在流动相和新的固定相上又达到分配平衡。同时，原来仍在固定相中的试样与新的流动相之间也会形成新的分配平衡。随着流动相不断的流过，它们就会携带发生分配平衡后而存在于流动相的试样沿着柱子向前移动。由于这个过程涉及到两相之间的分配平衡，所以可以用分配系数分配系数K来进行定量讨论。10/24/202210K=cs/cmcs-组分在固定相中的浓度cm-组分在流动相中的浓度。溶质流过色谱柱时，分配系数大的组分通

4、过色谱柱所需要的时间长，分配系数小的组分需要的时间短。10/24/202211（1）当试样中各组分在两相的分配系数不同时，就能实现差速迁移，达到分离的目的。（还可根据时间长短进行定性）（2）让足够量的流动相通过色谱柱，就能在柱的末端收集到各组分。（3）如果柱的末端有检测系统，并能以信号大小对时间作图，则可得到呈高斯分布的色谱流出曲线。10/24/202212与某一组分的色谱流出曲线有关的色谱术语。一、基线基线是柱中仅有流动相通过时，检测器响应信号的记录值，稳定的基线应该是一条水平直线。10/24/20221310/24/202214二、峰高色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以h表示，如图192中

5、BA。三、保留值（1）死时间tM，不被固定相吸附或溶解的物质进人色谱柱时，从进样到色谱图上出现峰极大值所需的时间称为死时间，如图192中OA。因为这种物质不被固定相吸附或溶解，故其流速将与流动相的流速相近。10/24/202215（2）保留时间tR试样从进样开始到柱后出现峰极大值时所经历的时间，称为保留时间，如图192中OB.它相应于试样到达柱末端的检测器所需的时间。（3）调整保留时间tR某组分的保留时间扣除死时间后称为该组分的调整保留时间，即tR=tR-tM10/24/202216由于组分在色谱柱中的保留时间tR包含了组分随流动相通过柱子所需的时间和组分在固定相中滞留所需的时间，所以tR实际

6、上是组分在固定相中停留的总时间。保留时间可用时间单位（如s）或距离单位（如cm）表示。保留时间是色谱法定性的基本依据，但同一组分的保留时间常受到流动相流速的影响，在气相色谱中尤为如此，故色谱工作者常用保留体积等参数进行定性鉴定。10/24/202217四、区域宽度色谱峰的区域宽度是组分在色谱柱中谱带扩张的函数，它反映色谱操作条件的动力学因素。度量色谱峰区域宽度通常有三种方法：（1）标准偏差。色谱峰是高斯曲线，可用标准偏差表示峰的区域宽度，即0.607倍峰高处色谱峰宽的一半，如图（192）中EF距离一半。（2）半峰宽Y1/2即峰高一半处对应的峰宽，如图（192）中GH间的距离：它与标准偏差的关系

7、为10/24/202218（3）基线宽度Y即色谱峰两侧拐点上的切线在基线上的截距，如图192中IJ的距离。它与标准偏差的关系是：Y=4当标准偏差以时间为单位时，用表示，则有Y=4和关系可用下式表示：10/24/202219从色谱流出曲线上，可以得到许多重要信息：（1）根据色谱峰的个数，可以判断试样中所含组分的最少个数。（2）根据色谱峰的保留值（或位置），可以进行定性分析。（3）根据色谱峰下的面积或峰高，可以进行定量分析：（4）色谱峰的保留值及其区域宽度，是评价色谱柱分离效能的依据。（5）色谱峰两峰间的距离是评价固定相（和流动相）选择是否合适的依据。10/24/202220193色谱法基本理论色

8、谱法基本理论10/24/202221193色谱法基本理论色谱法基本理论图193是A、B两组分沿色谱柱移动时，不同位置处的浓度轮廓，图中KAKB，因此A组分在移动过程中滞后。随着两组分在色谱柱中移动距离的增加，两峰间的距离逐渐变大，同时每一组分的浓度轮廓（即区域宽度）也慢慢变宽。显然，区域扩宽对分离是不利的，但又是不可避免的：若要使A、B两组分完全分离，必须满足以下三点：10/24/202222第一，两组分的分配系数必须有差异；第二，区域扩宽的速率应小于区域分离的速度；第三，在保证快速分离的前提下提供足够长的色谱柱。前两点是完成分离的必要条件：作为一个色谱理论，它不仅应说明组分在色谱柱中移动的速

9、率，而且应说明组分在移动过程中引起区域扩宽的各种因素.10/24/202223一、塔板理论塔板模型将一根色谱柱视为一个精馏塔，即色谱柱是由一系列连续的、相等的水平塔板组成.每一块塔板的高度用H表示，称为塔板高度，简称板高。塔板理论假设：在每一块塔板上，溶质在两相间很快达到分配平衡，然后随着流动相按一个一个塔板的方式向前转移。对一根长为L的色谱柱，溶质平衡的次数应为：n=L/H（19-16）n称为理论塔板数。与精馏塔一样，色谱柱的柱效随理论塔板数n的增加而增加，随板高H的增大而减小。10/24/202224塔板理论指出：第一，当溶质在柱中的平衡次数，即理论塔板数n大于50时，可得到基本对称的峰形

10、曲线。在色谱柱中，n值一般是很大的，如气相色谱柱的n约为103106，因而这时的流出曲线可趋近于正态分布曲线。第二，当试样进入色谱柱后，只要各组分在两相间的分配系数有微小差异，经过反复多次的分配平衡后，仍可获得良好的分离。第三，n与半峰宽度及峰底宽的关系式为：10/24/202225注意:式中tR与丫l/2（或Y）应采用同一单位（时间或距离）.在tR一定时，如果色谱峰越窄，则说明n越大，H越小，柱效能越高。10/24/202226194分分离离度度一、柱效和选择性理论塔板数n是衡量柱效的指标，它反映了色谱分离过程动力学性质。色谱图上两峰问的距离衡量色谱柱的选择性，其距离越大说明柱子的选择性越好

11、。一般用选择因子表示两组分在给定柱子上的选择性。柱子的选择性主要取决于组分在固定相上的热力学性质10/24/202227二、分离度图196是两相邻组分在不同色谱条件下的分离情况。从图中可以看出，（a）中两组分没有完全分离。（b）和（c）两组分完全分离，就（b）与（c）而言，前者的柱效虽不高，但选择性好；后者的选择性较差，但柱效高。由此可见，唯独用柱效或柱选择性并不能真实地反映组分在色谱柱中的分离情况，所以，在色谱分析中，需要引入分离度（Rs）这一概念。10/24/202228分离度也称分辨率（resolution）：它是指相邻两色谱峰保留值之差与两峰底宽平均值之比，即10/24/202229一

12、般来说，当Rs1时，两峰总有部分重叠；当Rs=1时，两峰能明显分离；Rs=1.5时，两峰已完全分离。当然，更大的Rs值，分离效果会更好，但会延长分析时间。利用（1926）式，可以直接从色谱图上计算分离度。10/24/202230195定性和定量分析定性和定量分析一、定性分析色谱定性分析的任务是确定色谱图上每一个峰所代表的物质。在色谱条件一定时，任何一种物质都有确定的保留时间。因此，在相同色谱条件下，通过比较已知物和未知物的保留值，即可确定未知物是何种物质。但是，一般来说，色谱法是分离复杂混合物的有效工具，如果将色谱与质谱或其它光谱法联用，则是目前解决复杂混合物中未知物定性分析的最有效的技术。1

13、0/24/202231二、定量分析在一定的色谱条件下，组分i的质量（mi）或其在流动相中的浓度，与检测器响应信号（峰面积Ai或峰高hi）呈正比：和 是绝对校正因子：（1930）和（1931）式是色谱定量分析的依据.10/24/202232（一）响应信号的测量色谱峰的峰高是其峰顶与基线之间的距离，测量比较简单，特别是较窄的色谱峰。测量峰面积的方法分为手工测量和自动测量两大类。现代色谱仪中一般都装有准确测量色谱峰面积的电学积分仪。如果没有积分装置，可用手工测量，再用有关公式计算峰面积。峰面积的大小不易受操作条件如柱温、流动相的流速、进样速度等的影响，从这一点来看，峄面积更适于作为定量分析的参数。1

14、0/24/202233（三）定量方法色谱法一般采用外标法、内标法和归一化法进行定量分析。外标法的优点是操作简单，因而适于工厂控制分析和自动分析；但结果的准确度取决于进样量的重现性和操作条件的稳定性.当只需测定试样中某几个组分，或试样中所有组分不可能全部出峰时，可采用内标法。具体做法是：准确称取试样，加入一定量某种纯物质作为内标物，然后进行色谱分析，再由被测物和内标物在色谱图上相应的峰面积（或峰高）和相对校正因子，求出某组分的含量。10/24/202234根据内标法的校正原理，可写出下式：式中ms、m分别为内标物质量和试样质量（注意：m不包括ms），Ai、As分别为被测组分和内标物的峰面积；、把分别为被测组分和内标物的相对质量校正因子。10/24/202235在实际工作中，一般以内标物作为基准，即=1，此时（1938）式可简化为 色谱法采用内标法定量时，因在试样中增加了一个内标物，常常给分离造成一定的困难。10/24/202236归一化法是主要用于色谱法的一种定量方法。它是将试样中所有组分的含量之和按100计算，以它们相应的色谱峰面积或峰高为定量参数，通过下列公式计算各组分的质量分数：10/24/202237当各组分的相近时，计算公式可简化为使用这种方法的条件是：经过色谱分离后，试样中所有的组分都要能产生可测量